DE1413242B2

DE1413242B2 - Circuit arrangement for keeping the voltage constant, in particular connecting devices in the network

Info

Publication number: DE1413242B2
Application number: DE19591413242
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Gluender
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-05-26
Filing date: 1959-05-26
Publication date: 1973-12-13
Also published as: DE1413242A1

Description

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dem Verbrauclierstrom abgeleiteten Gleichspannung chen Potentialverhältnisse gegenüber einer Röhrethe DC voltage derived from the consumer current chen potential ratios with respect to a tube

gesteuert wird. Zur Regelung werden Transduktoren muß die Steuerspannung an der Basis des Transi-is controlled. For regulation purposes, transducers must apply the control voltage to the base of the

mit getrennten Steuerwicklungen benutzt. storsl im Überlastungsfall durch einen Gleichrichterused with separate control windings. storsl in case of overload by a rectifier

Um die Gefahren bei Überlastung von geregelten, begrenzt werden, dem eine zusätzliche Spannungsmit Transistoren arbeitenden Stromversorgungsgerä- 5 quelle in Reihe geschaltet ist. Zu diesem Zweck wird ten zu vermindern, hat man auch schon Schaltungs- vorteilhafterweise die bekannte Z-Diode 16 benutzt, maßnahmen getroffen, die beim Auftreten unzulässig Ein Teil der Arbeitsspannung kann ggf. durch die an hoher Belastungsströme ihren Ausgangsstrom be- dem Potentiometer 17 abgenommene Spannung grenzen. Eine sulche mit Transistoren aufgebaute kompensiert werden. Dadurch läßt sich der Maxi-Stromversorgungseinrichtung ist in »Electronics« en- io maiwert des Belastungsstromes festlegen. Als Vergineering edition, 20.6.1958, S. 74 und 75, beschrie- gleichsspannung wird die an der zweiten Z-Diode 18 ben. Eine weitere Schaltungsanordnung mit Strombe- abfallende Spannung benutzt. Das Stellglied 1 kann grenzung wird in der USA.-Patentschrift 2 753 511 mit Vorteil auch durch einen Verbundtransistor gebehandelt. Hier greifen eine vorgespannte Schwell- bildet werden. Ein Beispiel hierfür ist in F ig. 3 symwertdiode und ein Steuerglied an verschiedenen 15 bolisch dargestellt. Die Kollektor-Basis-Strecke des Elektroden eines Stellgliedes an. Transistors 3 kann man mit einem Kondensator 19In order to limit the dangers in the event of an overload of the regulated, an additional power supply device operating with transistors is connected in series. For this purpose, the known Zener diode 16 has already been advantageously used, measures have been taken which are impermissible if they occur Limit tension. A sulche built with transistors to be compensated. This allows the maximum power supply device to be specified in "Electronics" as the minimum value of the load current. The voltage at the second Zener diode 18 is described as the Vergineering edition, 20.6.1958, pp. 74 and 75. Another circuit arrangement with current-decreasing voltage is used. The actuator 1 can limit is also treated with advantage in US Pat. No. 2,753,511 by means of a composite transistor. Here a pre-tensioned swell is formed. An example of this is shown in FIG. 3 symwertdiode and a control element on different 15 bolisch shown. The collector-base section of the electrodes of an actuator. Transistor 3 can be combined with a capacitor 19

Bei Regeleinrichtungen der in Betracht gezogenen überbrücken, um ein Schwingen der Schaltung mitIn the case of control devices, the bridge under consideration to cause the circuit to oscillate

Art ist es erforderlich, daß die gewollte Regelung bei Sicherheit auszuschalten.Art it is necessary that the intended regulation be switched off in case of security.

Überschreitung der zulässigen Maximalwerte defi- In vorteilhafter Weise kann man nun gemäß der niert einsetzt und der Übergang von der Normalrege- 20 Erfindung zwischen die Schaltmittel 6 und das Stelllung auf die Schutzregelung mit st.iler Kennlinie er- glied 1 einen Verstärker schalten, der selbst die folgt. Dies wird bei der Schaltungsanordnung der Funktion einer Schwellwertschaltung erfüllt. Man geeingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß die winnt so die Möglichkeit, daß man den maximalen Schwellwertschaltung durch eine Transistoranord- Ausgangsstrom 7 scharf begrenzt. Besitzt ein solcher nung mit einem Transistor gebildet ist, der mit sei- 25 Verstärker beispielsweise Kippeigenschaften, dann nem Emitter am ausgangsseitigen Ende des konstan- kann bei einem bestimmten Wert des Ausgangsstroten Widerstandes, mit seinem Kollektor am Steueran- mes dieser Strom sprunghaft verringert werden,
schluß des Stellgliedes und mit seiner Basis am Ab- Die F i g. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß griff eines Spannungsteilers liegt, der zwischen dem der Erfindung mit einem Verbundtransistor 20 als ausgangsseitigen Ende des Stellgliedes und dem über 30 Stellglied. Sie enthält den vom Ausgangsstrom durcheinen Vorwiderstand von der Ausgangsspannung ge- flossenen Widerstand 8 und die Normalspannungsspeisten Pol eines als Normalspannungsquelle die- quelle 18 in Form einer Z-Diode. Das Steuerglied nenden Stabilisatorelementes, etwa einer Z-Diode, besteht aus dem Transistor 3 mit prallel geschaltetem liegt, und daß diese Transistoranordnung so bemes- Kondensator 19. Die Schaltungsanordnung weist eine sen ist, daß der Transistor bei unter dem zulässigen 35 weitere Z-Diode 21 auf, die der Erhöhung der Meß-Grenzwert liegenden Ausgangsströmen gesperrt ist, empfindlichkeit dient. Die aut den Transistor 3 wirdaß er aber Kollektorstrom führt, wenn der Grenz- kende Basisspannung ist damit abhängig von dem weit überschritten ist. Die gestellte Aufgabe wird so- Verhältnis der Arbeitsspannung an der Z-Diode 18 mit dadurch erfüllt, daß der benutzte Transistor zu der Differenz aus der geregelten Ausgangsspannicht nur als Schwellwertglied, sondern zugleich in 40 nung und der Arbeitsspannung an der Z-Diode 21. einem die Regelung versteuernden Sinne wirksam Durch den Widerstand 22 wird in an sich bekannter wird. Die Schaltungsanordnung wird durch diese Weise eine Stromkompensation erreicht, wodurch geMaßnahme gegenüber bekannten Einrichtungen ein- wisse Restfehler der Alisgangsspannung ausgeglichen fächer im Aufbau. werden können. Der Schutz gegen Überlastung derExceeding the permissible maximum values defi- In an advantageous manner, one can now start according to the niert and the transition from the normal regulation between the switching means 6 and the position to the protective regulation with a stable characteristic curve 1 switch an amplifier that itself which follows. This is fulfilled in the circuit arrangement of the function of a threshold value circuit. The type described at the outset is achieved in that the winnt thus has the possibility of sharply limiting the maximum threshold value circuit by means of a transistor arrangement output current 7. If such a voltage is formed with a transistor, which with its amplifier, for example, flip-flop properties, then an emitter at the output end of the constant, this current can be abruptly reduced with its collector at the control element at a certain value of the output resistance,
conclusion of the actuator and with its base at the end of the F i g. 4 shows a circuit arrangement according to a voltage divider, which lies between that of the invention with a composite transistor 20 as the output-side end of the actuator and the actuator via 30. It contains the resistor 8, which has flowed from the output voltage through a series resistor, and the normal voltage supply pole of a normal voltage source die source 18 in the form of a Zener diode. The control member nenden stabilizer element, such as a Zener diode, consists of the transistor 3 with parallel connected, and that this transistor arrangement so sized capacitor 19. The circuit arrangement has a sen that the transistor is below the permissible 35 additional Zener diode 21, which is blocked from increasing the output currents measured, is used for sensitivity. The transistor 3 will, however, conduct collector current if the limit base voltage is thus far exceeded, depending on which. The given task is thus achieved with the ratio of the working voltage at the Zener diode 18, that the transistor used to the difference from the regulated output voltage is not only a threshold value element, but at the same time in voltage and the working voltage at the Zener diode 21 the regulation taxing sense effective By the resistor 22 is in itself known. In this way, the circuit arrangement achieves current compensation, which means that certain residual errors in the output voltage are compensated for in the structure compared to known devices. can be. Protection against overload of the

Die Erfindung wird im folgenden erläutert. 45 Schaltungsanordnung erfolgt mit Hilfe einer Schwell-The invention is explained below. 45 circuit arrangement takes place with the help of a threshold

In der F i g. 1 ist eine bekannte Prinzipschaltung wertschaltung, die den Transistor 23 enthält. Dieser gezeigt, bei der das elektrisch steuerbare Stellglied 1 liegt mit seinem Emitter am ausgangsseitigen Ende im Zuge einer Siromversorgungsleitung 2 angeordnet des Widerstandes 8, mit seinem Kollektor am Steuerist. Das Steuerglied 3 kann, von der geregelten Span- anschluß des Stelltransistors 20 und mit seiner Basis nuiig 4 beeinflußt, das Stellglied 1 so steuern, daß die 50 am Abgriff des Spannungsteilers 24. Solange der ungeregelte Spannung 5 durch Variation des Innen- Ausgangsstrom kleiner als der maximal zulässige Bewiderstandes des Stellgliedes 1 auf die konstante, ge- lastungsstrom ist, ist das Basispotential für den Tranregelte Spannung 4 gebracht wird. In der Stromver- sistor 23 über die Widerstände 24 und 25 positiv hösorgungsleitung 2 ist ein Schaltmittel 6 vorgesehen, her ab das des Emitters. Sobald der Ausgangsstrom welches bei Überschreitung des maximal zulässigen 55 den maximal zulässigen Belastungsstrom erreicht, Bealstungsstromes das Stellglied 1 so steuert, daß der sind die Potentiale von Basis und Emitter gleich. Der Belastungsstrom 7 infolge Absinkens der an sich ge- Transistor 23 beginnt, den Stelltransistor 20 entgegen regelten Ausgangsspannung 4 auf einen für die An- der Wirkung des Transistors 3 zu steuern. Wird nun Ordnung unschädlichen Wert begrenzt wird oder un- der Belastungsstrom nur ein wenig vergrößert, so ter den Wert der maximalen Belastung sinkt. Das 60 sinkt die an sich geregelte Ausgangsspannung Stellglied 1 wird dann also in Abhängigkeit vom Be- sprungha^ft. Sie unterschreitet die an der Z-Diode 18 lastungsstrcm 7 gesteuert. Diese Steuerung darf na- abfallende Vergleichsspannung, so daß der Innentürlich erst dann erfolgen, wenn der maximale Aus- widerstand der Z-Diode 18 groß wird; dadurch ist gangsstiom über.chritten wird. die für den Transistor 23 wirksame Basis-Emitter-In FIG. 1 is a known principle circuit value circuit which contains the transistor 23. This is shown in which the electrically controllable actuator 1 is arranged with its emitter at the output end in the course of a Sirom supply line 2 of the resistor 8, with its collector at the control. The control element 3 can, influenced by the regulated voltage connection of the control transistor 20 and its base 4, control the control element 1 so that the 50 at the tap of the voltage divider 24. As long as the unregulated voltage 5 is less than by varying the internal output current the maximum permissible resistance of the actuator 1 to the constant load current is the base potential for which the regulated voltage 4 is brought. In the Stromver- sistor 23 via the resistors 24 and 25 positive supply line 2, a switching means 6 is provided, down from that of the emitter. As soon as the output current, which reaches the maximum permissible load current when the maximum permissible load current is exceeded, the load current controls the actuator 1 so that the potentials of the base and emitter are the same. The load current 7 as a result of the decrease in the transistor 23 begins to control the output voltage 4, which is counter-regulated, to an output voltage 4 that is different for the effect of the transistor 3. If the order harmless value is limited or if the load current is only increased a little, then the value of the maximum load drops. The 60 decreases the regulated output voltage in itself actuator 1 is then therefore a function of the loading sprungha ^f t. It falls below the load current 7 controlled at the Zener diode 18. This control may take place after a falling comparison voltage, so that the internal door will only take place when the maximum resistance of the Zener diode 18 is large; as a result, the gang stiom is crossed. the effective for the transistor 23 base-emitter

In F i g. 2 ist eine derartige Schaltungsanordnung 65 spannung praktisch gleich dem Spannungsabfall amIn Fig. 2, such a circuit arrangement 65 voltage is practically equal to the voltage drop on

unter Benutzung, von Transistoren dargestellt. So- Widerstand 8. Dieser Spannungsabfall sinkt so weit,using, represented by transistors. So- resistance 8. This voltage drop drops so far,

wohl das Stellglisd 1 als auch das Steuerglied 3 ent- wie es das Gleichgewicht zwischen Transistor 23 und halten je einen Transistor. Wegen der unterschiedli- dem Stelltranistor 20 erfordert, d. h. der Auseangs-probably the actuator 1 and the control member 3 as well as the equilibrium between transistor 23 and hold one transistor each. Because of the different setting transistor 20 requires, i. H. the initial

strom wird stark verringert. Da die Schaltungsanordnung eine Regelung auf konstanten Strom bewirkt, kann der Ausgang auch ohne Schaden kurzgeschlossen werden; der die Z-Diode 18 überbrückende Kondensator 27 bewirkt, daß beim Einschalten des Gerätes die Spannungsregelung vor der Stromregelung wirksam wird. Die Diode 26 kann durch den Kondensator 27 bedingte Kippschwingungen verhindern. Die Stromverringerung tritt bei der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung praktisch verzögerungsfrei ein. Der Widerstand 8 kann ggf. strom- und/oder temperaturabhängige Eigenschaften aufweisen.electricity is greatly reduced. Since the circuit arrangement effects a regulation on constant current, the output can also be short-circuited without damage; the capacitor bridging the Zener diode 18 27 has the effect that when the device is switched on, the voltage control takes precedence over the current control takes effect. The diode 26 can prevent relaxation oscillations caused by the capacitor 27. In the proposed circuit arrangement, the current reduction occurs practically without delay. The resistor 8 can optionally have current-dependent and / or temperature-dependent properties.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

electronic limitation of the output current is patent claim: from the USA patent specification 2 697 811.

For electronic devices and especially for

Circuit arrangement for constant voltage measuring devices are DC voltage sources attitude, especially in power supply units, 5 with constant voltage and small internal resistance of an electronically controllable actuator used in the stand. Such devices contain control inputs of a power supply line and control devices that control the changing input clip elements, e.g. B. tubes or transistors, at the voltage, even with changing output load, to regulated output voltage and / or to which a certain, as constant as possible output voltage is unregulated input voltage and regulate an io voltage. In most of the switching means containing threshold value circuits, electron tubes and / or transistors that are used, which are controlled when the maximum internal resistance is exceeded, are used as the actuator. Since such a permissible output load the actuator disconnected devices control the output voltage even when trying to keep the actuator constant during normal loading, they are only either defective or defective when overloaded They fall out of the control element responding to the output voltage and by responding to a fuse.
when exceeding the maximum permissible output The electronically described above

output load by the threshold value switch-stabilized DC voltage sources are often device containing switching means is regulated and in unmanned stations, z. B. in amplifier statiosomit the load current to one for the annes for telecommunication lines, in which the order is limited or expressed failure of an electronically stabilized device, and furthermore the control means would be extremely safe. It is therefore desirable that a constant consumer, which is connected to the actuator in series and in the course of the regulated voltage after switching off the overload power supply line, is available again without further intervention in the resistor,
draws that the threshold circuit It is known that one in voltage stabilized

by a transistor arrangement with a Tran power supply tubes or transistors as sistor (23) is formed, which uses control devices with its emitter on. These bodies the output-side end of the constant resistance are of course very sensitive to overload, des (8), with its collector at the control terminal 30. Transistors are particularly sensitive because of the actuator (20) and with its base on the Ab- with them the heat capacity is very small. From the handle of a voltage divider (24), which should therefore operate the protective device without delay address the end of the actuator at the point of output.

and the one via a series resistor (25) from US Pat. No. 2,759,142

Output voltage fed pole of a known as Nor- 35 power supply device, in which as voltage source serving stabilizers- actuator transducers are used; The current mentes, such as a Zener diode (18), and that in the separate control windings of the Transduktodiese The transistor arrangement is dimensioned so that ren is controlled by means of transistors. The regulation the transistor (23) at below the permissible value is initially carried out via control windings and the associated limit value lying output currents blocked 40 associated transistors by means of voltage comparison is that it carries collector current if the span limit value to be kept constant at the output is exceeded. tion. However, if the load current exceeds the

Output of the arrangement a certain amount, so acts on one lying in the consumer circuit 45 Resistance dropping voltage on a transistor circuit, which is in a further control winding of the

The invention relates to a circuit transducer reducing the output voltage for keeping the voltage constant, in particular for sunbathing and thus of the output current. It those in power supply units, in which an electronically is in this known device a kind controllable actuator used in the course of a power supply 5 "threshold value circuit; the tax and the supply line and control members, z. B. tubes or control circuits but do not affect the actuators (transistors, ductors at the regulated output voltage) in the same way; because both and / or have both the control circuit and the control circuit at the unregulated input voltage gen and a threshold circuit containing its own control winding in an additional Switching means are used when the 55 control element is exceeded, namely in the transductor. The case, maximum permissible output load the actuator that the voltage dependent on the load current control in such a way that the actuator in the normal loading via a threshold circuit in the opposite drive case only from the to the input or output direction as the control voltage from the control voltage responsive control element and acts on the actuator in the case of the overcirculation, cannot intervene here del 'maximum permissible output load 60 occur.

Finally, a circuit arrangement containing the threshold value circuit is already

S <: holding means is regulated and thus the load for voltage regulation and current limitation current to a rectifier arrangement that is harmless to the arrangement in the case of transductor-regulated rectifier arrangements Value is limited or reduced, and in the case of the fer- by means of a transistor push-pull circuit the switching means have been hit with the actuator in series 65, in which to generate a konu: tid In the course of the power supply line, a constant reference voltage is used and a Zener diode contains constant resistance. Such a way to the Zener diode the emitter-collector-path of a voltage-regulated power supply devices with transistor is connected in parallel, which of one of